Chuong 0 kien thuc co ban ve he thong dien va dien tu tren oto

14,037 views

Published on

vi điều khiển cho cơ khí động lực c0

2 Comments
6 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total views
14,037
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
7
Actions
Shares
0
Downloads
262
Comments
2
Likes
6
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Chuong 0 kien thuc co ban ve he thong dien va dien tu tren oto

  1. 1. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe BusCHUYÊN ĐỀ 1: KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ VÀ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG TRÊN ÔTÔ1.1. CÁC LINH KIỆN THƯỜNG DÙNG TRÊN ÔTÔ1.1.1. Cầu chì Cầu chì là thiết bị bảo vệ thông dụng nhất, được nối giữa nguồn điện vàphụ tải dùng để bảo vệ mạch điện khi dòng điện vượt quá giá trị định mức. a b Hình 1.1. Cầu chì a. Bình thường; b. Khi tác động Trên ôtô cầu chì thường được bố trí thành từng cụm (hộp cầu chì). Hộpcầu chì thường được bố trí dưới nắp capô hoặc dưới bảng táplô điều khiển. Trên ôtô thường sử dụng 2 loại cầu chì: loại dẹt (Blade fuse) và loại hộp(Cartridge fuse). 1 3 3 2 1 2 4 a b Hình 1.2. Cấu tạo cầu chì; a. Loại dẹt; b.Loại hộp 1. Phần tử nóng chảy; 2. Vỏ; 3. Dòng điện định mức; 4. Đầu nối Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 1
  2. 2. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus Giá trị dòng điện định mức của cầu chì được ghi trên vỏ cầu chì hoặcđược mã hoá bằng màu. Bảng 1.1: Dòng điện định mức của các loại cầu chì Cầu chì loại dẹt (Blade fuse) Cầu chì loại hộp (Cartridge fuse) Iđm Màu Iđm Màu 5 Vàng/nâu 30 Hồng 7.5 Nâu 40 Xanh đậm 10 Đỏ 50 Đỏ 15 Xanh nhạt 60 Vàng 20 Vàng 80 Đen 25 Trong suốt 100 Xanh nhạt 30 Xanh đậm1.1.2. Rơle (Relay) Rơle là thiết bị đóng mở trung gian, có chức năng như bộ khuếch đại dòng(dùng dòng điện nhỏ điều khiển dòng lớn). Rơle được dùng hầu hết các mạchđiều khiển trên ôtô như: điều khiển còi, đèn, bơm nhiên liệu, khởi động, điềuhoà, quạt làm mát,… Rơle thường được bố trí thành từng cụm. Trên hầu hết các loại xe, cácrơle thường được bố trí dưới nắp capô hoặc dưới bảng táplô điều khiển,… Rơle bao gồm cuộn dây 2 được quấn trên lõi thép 1, cặp tiếp điểm 3 (gồmtiếp điểm động và tiếp điểm tĩnh). Khi cuôn dây rơle được cấp dòng điện thì trênlõi thép sinh ra lực điện từ làm hút cần tiếp điểm và đóng tiếp điểm, cấp nguồnđộng lực cho hệ thống làm việc. Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 2
  3. 3. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus a b 2 3 4 2 1 3 1 Hình 1.3. Cấu tạo cầu chì; a. Từ nguồn; b. Đến phụ tải; 1. Lõi thép; 2. Cuôn dây; 3. Tiếp điểm; 4. Công tắc điều khiển Hình 1.4. Sơ đồ mạch các loại rơle trên ôtô Rơle dùng trên ôtô có nhiều hình dạng khác nhau: loại 3 chân, 4 chân,5 chân. Hình 1.5. Sơ đồ chân các loại rơle điển hình trên ôtô Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 3
  4. 4. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus Khi rơle ngắt, trên cuộn dây rơle xuất hiện sức điện động tự cảm có thểlên đến 200V có chiều ngược lại, sức điện động này có thể làm hỏng thiết bị điềukhiển (Transistor) hỏng. Để dập tắt sức điện động ngược, bên trong cuộn dâyrơle được nối song song Điot hoặc điện trở (có giá trị lớn). Hình 1.6. Sơ đồ mạch các loại rơle tích hợp Điot Việc kiểm tra, chẩn đoán rơle có thể thực hiện bằng cách: quan sát, dùngđồng hồ đo, dùng nguồn điện. Hình 1.7. Sơ đồ mạch điều khiển còi điện Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 4
  5. 5. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus1.1.3. Điot1.1.3.1. Công dụng: Điot được cấu tạo từ hai lớp bán dẫn loại P và N tiếp xúc với nhau. Điotchỉ cho dòng điện đi qua theo 1 chiều từ Anode sang Cathode. Nó được coi nhưvan một chiều trong mạch điện và được dùng rộng rãi trong các mạch chỉnh lưu,mạch ổn áp, mạch bảo vệ,.. Etx Hình 1.8. Sơ đồ ký hiệu và cấu tạo của Điot1.1.3.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động: Khi cho hai lớp bán dẫn P và N tiếp xúc với nhau, các hạt dẫn điện sẽkhuếch tán quan lớp tiếp giáp, hình thành điện trường tiếp xúc Etx có chiều từ Nsang P. Điện trường này tạo nên sự chuyển động gia tốc của các hạt và ngăn cảnsự khuếch tán, tạo nên trạng thái cân bằng động. Trạng thái cân bằng động này sẽbị phá vỡ nếu khi đặt vào hai lớp tiếp xúc một điện trường ngoài. Khi đặt vào Điot một nguồn điện ngoài Ung có chiều như hình 1.9, sẽ sinhra điện trường ngoài Eng có chiều cùng chiều với Etx (chiều từ N sang P). Khi đó,điện trường ngoài Eng xếp chồng với điện trường Etx tạo nên điện trường tổng làmcho các hạt dẫn bị dồn về phía hai đầu lớp bán dẫn, làm tăng bề rộng vùng nghèođiện tích. Trong trường hợp này, Điot bị khoá (phân cực ngược). Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 5
  6. 6. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus P N Etx Eng Ung Hình 1.9. Sơ đồ ký hiệu và cấu tạo của Điot Hình 1.10 thể hiện sơ đồ mạch khi phân cực ngược cho Điot, lúc này đènsẽ tắt (Lamp off). Hình 1.10. Sơ đồ mạch khi phân cực ngược cho Điot Khi đặt vào Điot một nguồn điện ngoài Ung có chiều như hình 1.11, sẽsinh ra điện trường ngoài Eng (có chiều từ P sang N) ngược chiều với Etx (nhưngcó cường độ lớn hơn nhiều so với Etx). Khi đó điện trường ngoài Eng xếp chồngvới điện trường Etx tạo nên điện trường tổng, gia tốc các hạt chuyển động ồ ạcqua lớp tiếp giáp, làm phá vỡ lớp tiếp giáp. Trong trường hợp này, Điot được mở(phân cực thuận). Như vậy, tiếp giáp P-N chỉ cho dòng chảy qua một chiều nhất định. Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 6
  7. 7. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus P N Etx Eng Ung Hình 1.11. Sơ đồ ký hiệu và cấu tạo của Điot Hình 1.12 thể hiện sơ đồ mạch khi phân cực thuận cho Điot, lúc này đènsẽ sáng (Lamp on). Hình 1.12. Sơ đồ ký hiệu và cấu tạo của Điot1.1.3.3. Đặc tuyến Vôn – Ampe của Điot: Đặc tuyến Điot biễu thị mối quan hệ giữa dòng điện qua Điot và điện ápđặt trên hai cực A và K của nó (Hình 1.13). Trên đặc tuyến V-A của Điôt có 3vùng rõ rệt: Vùng (1): Điot được phân cực thuận, với đặc trưng: dòng điện lớn (mA),điện áp nhỏ, điện trở nhỏ. Khi đạt giá trị uAK ≥ u0 thì Điot phân cực (u0 = 0.7V:đối với bán dẫn loại Si; u0 = 0.3V: đối với bán dẫn loại Ge). Vùng (2): Điot phân cực ngược (khoá), với đặc trưng: điện trở lớn Vùng (3): Vùng đánh thủng tiếp giáp P-N, với đặc trưng: dòng điện ngượctăng mạnh, điện trở nhỏ, điện áp gần như không đổi và đạt giá trị uđt Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 7
  8. 8. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus IA(mA) (1) uđt (2) uAK(V) u0 (3) Hình 1.13. Đặc tuyến V-A của Điot bán dẫn (1): Vùng Điot phân cực thuận; (2): Vùng Điot phân cực ngược; (3): Vùng đánh thủng tiếp giáp P-N uđt: điện áp đánh thủng; u0: điện áp ngưỡng mở Điot1.1.3.4. Phân loại: Theo vật liệu chế tạo: Điot có 2 loại: Si và Ge. Theo tần số làm việc giới hạn: Điot tần số cao và Điot tần số thấp. Theo công suất: Điot công suất thấp (IAK <300mA), Điot công suất cao. Theo nguyên lý hoạt động và phạm vi ứng dụng: a b c d Hình 1.14. Ký hiệu các loại Điot a. Điot chỉnh lưu; b. Điot biến dung; c. Điot quang; Điot Zener Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 8
  9. 9. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus - Điot chỉnh lưu: dùng để chỉnh lưu nguồn điện xoay chiều thànhnguồn một chiều. - Điot ổn định điện áp (Zener): hoạt động theo cơ chế phân cực ngược.Khi phân cực thuận thì Điot Zener hoạt động như Điot chỉnh lưu nhưng khi phâncực ngược thì Điot Zener sẽ giữ cố định điện áp bằng giá trị điện áp trên Zener.Cathode(-) Anode(+) Hình 1.15. Ký hiệu và hình dạng thực tế của Điot Zener - Điot quang (photo Diode): bao gồm: điot phát quang (Light EmittingDiode_LED): khi được phân cực thuận Điot sẽ phát sáng và Điot cảm quang(photo Diode): khi chiếu ánh sáng vào thì Điot sẽ dẫn. Cathode(-) Anode(+) Hình 1.16. Ký hiệu và hình dạng thực tế của Điot phát quang Cathode(-) Anode(+) Hình 1.17. Ký hiệu và hình dạng thực tế của Điot cảm quang - Điot biến dung (Varicap Diode): thường dùng trong kỹ thuật giao động để ổn định hay điều chỉnh tần số. Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 9
  10. 10. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus1.1.3.5. Ứng dụng:a. Ứng dụng Điot chỉnh lưu - Chỉnh lưu nửa chu kỳ: u uv(AC) Diode IR t uv uR AC uR(DC) t Hình 1.18. Sơ đồ mạch và dạng tín hiệu chỉnh lưu nửa chu kỳ - Chỉnh lưu hai nửa chu kỳ u uv(AC) D2 D1 t uv(AC) uR D3 D4 R uR (DC) t Hình 1.19. Sơ đồ mạch và dạng tín hiệu chỉnh lưu nửa chu kỳ Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 10
  11. 11. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus - Chỉnh lưu cầu ba pha Cuäün dáy stato Điot t Âi äú D1 D3 D5 A 1 2 C B Taíi 3 D2 D4 D6 Hình 1.20. Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha Hình 1.21. Sơ đồ mạch hệ thống cung cấp trên ôtô (chỉnh lưu cầu bab. Ổn định điện áp (Điot Zener): Input Output Hình 1.22. Sơ đồ mạch ổn định điện áp Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 11
  12. 12. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Buse. Ứng dụng vệ thiết bị điều khiển Hình 1.23. Sơ đồ mạch điều khiển động cơ điện (Điot bảo vệ Transistor) Blower M Motor 12 BATT A/C ECU Power T/R Hình 1.24. Sơ đồ mạch điều khiển quạt A/C (Điot bảo vệ Transistor)f. Ứng dụng Điot quang : Photo diode Battery 12 volts Lamp Hình 1.25. Sơ đồ mạch điều khiển đèn dùng Điot cảm quang Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 12
  13. 13. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus1.1.3.6. Kiểm tra, chẩn đoán: a b c Hình 1.26. Hình dạng một số loại Điot a. Điot chỉnh lưu; b. Điot Zener; c. Điot quang Việc kiểm tra và chẩn đoán Điot bằng cách dùng đồng hồ điện, được tiếnhành như sau: - Ở thang đo điện trở Rx1 ta tiến hành đặt hai que đo vào hai đầu Điot,sau đó đảo đầu hai que đo. - Nếu quan sát thấy kim đồng hồ một lần lên hết, một lần không lên thìĐiot hoạt động tốt. - Nếu quan sát thấy kim đồng hồ một lần lên hết, một lần lên 1/3 vạch thìĐiot bị rò rỉ. - Nếu quan sát thấy kim đồng hồ hai lần đều lên hết thì Điot bị thủng. - Nếu quan sát thấy kim đồng hồ hai lần không lên hết thì Điot bị đứt. Hình 1.27. Kiểm tra Điot bằng đồng hồ kim Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 13
  14. 14. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus1.1.4. Transistor (BJT)1.1.4.1. Công dụng: Transistor được cấu tạo từ ba lớp bán dẫn ghép với nhau, dùng để khuếchđại tín hiệu. Transistor là linh kiện rất phổ biến và hầu như có mặt trong tất cảcác mạch điện tử.1.1.4.2. Cấu tạo, nguyên lý hoạt: Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai lớp tiếp giápP-N. Nếu ghép theo thứ tự PNP ta có Transistor thuận, ngược lại nếu ghép theothứ tự NPN ta có Transistor nghịch. Về phương diện cấu tạo thì Transistor tươngđương với hai Điot nối ngược chiều nhau. Hình 1.28. Cấu tạo, sơ đồ tương đương và ký hiệu của Transistor loại NPN Hình 1.29. Cấu tạo, sơ đồ tương đương và ký hiệu của Transistor loại PNP Ba lớp bán dẫn được bối với ba cực: - Cực giữa, ký hiệu B (Base) là cực gốc: được nối với lớp bán dẫn mỏngnhất và mật độ hạt dẫn thấp nhất. - Cực E (Emitter) là cực phát: được nối với lớp bán dẫn có mật độ hạtdẫn lớn nhất. Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 14
  15. 15. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus - Cực C (Collector) là cực góp: được nối với lớp bán dẫn có mật độ hạtdẫn trung bình. Để Transistor hoạt động thì phải đặt điện áp một chiều vào các cực của nó,gọi là phân cực cho Transistor. Khi cấp nguồn UBE và UCE như trên hình 1.30thì lớp tiếp giáp JE phân cực thuận và JC phân cực ngược. Đối với Transistor loại NPN, do lớp tiếp giáp JE phân cực thuận nên tạo rađiện trường gia tốc các electron từ miền E phun qua lớp tiếp giáp JE tạo thànhdòng IE, một phần nhỏ các electron đi vào cực miền B tạo thành dòng IB. phầncòn lại các electron tiếp tục chuyển động sang lớp tiếp giáp JC, tại đây cácelectron tiếp tục được gia tốc bởi điện trường (do JC phân cực ngược) và chuyểnđộng qua miền C, tạo thành dòng IC. Hình 1.30. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của Transistor loại NPN Tương tự, đối với Transistor loại PNP, do lớp tiếp giáp JE phân cực thuận(hình 1.31) nên tạo ra điện trường gia tốc lỗ trống từ miền E phun qua lớp tiếpgiáp JE tạo thành dòng IE, một phần nhỏ các lỗ trống đi vào cực miền B tạothành dòng IB. phần còn lại các lỗ trống tiếp tục chuyển động sang lớp tiếp giáp Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 15
  16. 16. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe BusJC, tại đây các lỗ trống tiếp tục được gia tốc bởi điện trường (do JC phân cựcngược) và chuyển động qua miền C, tạo thành dòng IC. Hình 1.31. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của Transistor loại NPN Quan hệ dòng điện qua các cực của Transistor: IE = IB + IC Để đánh giá mức độ điều khiển của dòng IB đến dòng IC, người ta địnhnghĩa hệ số khuếch đại dòng điện của Transistor (β): β = IC/IB ⇒ IE = (1 + β)IB β có giá trị khoảng vài chục đến vài trăm. Như vậy, Transistor như là một khoá điện tử, trong đó B là cực điềukhiển. Để điều khiển phân cực cho Transistor thì: - Transistor loại PNP: UEB ≥ 0.7V: đối với vật liệu bán dẫn Si vàUEB ≥ 0.3V: đối với vật liệu bán dẫn Ge. - Transistor loại NPN: UBE ≥ 0.7V: đối với vật liệu bán dẫn Si vàUBE ≥ 0.3V: đối với vật liệu bán dẫn Ge. Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 16
  17. 17. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus1.1.4.3. Đặc tính của Transistor Transistor có ba chế độ làm việc: chế độ khuếch đại, chế độ dẫn bão hoàvà chế độ ngắt. Trong các ứng dụng trên ôtô thường dùng Transistor ở chế độdẫn bão hoà và chế độ ngắt. Hình 1.32. Đặc tính của Transistor (1): Vùng làm việc khuếch đại; (2): vùng dẫn bão hoà; (3): vùng ngắt1.1.4.4. Phân loại Transistor Theo vật liệu lớp bán dẫn: Transistor PNP (thuận) và NPN (nghịch) Theo công suất: Transistor công suất thấp và transistor công suất cao. Theo chức năng làm việc: Transistor khuếch đại và Transistor chuyển mạch (dẫn bão hoà/ngắt). Theo cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Transistor lưỡng cực (BJT:Bipolar Junction Transistor) và Transistor trường (FET: Field - EffectTransistor)1.1.4.5. Ứng dụng : Trên ôtô Transistor được sử dụng rất phổ biến trong tấc cả các mạch:mạch điều khiển động cơ quạt điều hoà, mạch điều chỉnh điện áp ( tiết chế bándẫn), mạch điều khiển đánh lửa, bên trong bộ điều khiển ECU đều có Transistorđể điều khiển cơ cấu chấp hành,… Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 17
  18. 18. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus R1=1㏀ M Collector Motor 12V D235 (NPN TR) Base Emitter 1~100Ω Variable resistor Hình 1.33. Sơ đồ mạch điều khiển tốc độ quạt điều hoà From ignition key switch Ground G11 Pin No 23 Hình 1.34. Sơ đồ mạch điều khiển đánh lửa Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 18
  19. 19. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus Hình 1.35. Sơ đồ ECU điều khiển các cơ cấu chấp hành1.1.4.5. Chẩn đoán và kiểm tra: a b c Hình 1.36. Hình dạng một số loại Transistor a. Transistor BJT công suất nhỏ; b. Transistor BJT công suất lớn; c. Transistor trường (MOSFET) Hiện nay trên thị trường có nhiều loại Transistor do nhiều hãng sản xuấtnhưng thông dụng nhất là các Transistor của Nhật, Mỹ và Trung Quốc sản xuất. - Transistor do Nhật sản xuất thường bắt đầu bằng các chữ cái: A, B, C,D,…Ví dụ: A654, B733, C828, D1555,…Trong đó A, B ký hiệu cho Transistorthuận PNP; các Transistor nghịch NPN ký hiệu C, D. Các transistor công suấtnhỏ ký hiệu: A, C; Các transistor công suất lớn ký hiệu: B, D. Thứ tự chân củaTransistor: từ trái sang phải: ECB với Transistor công suất nhỏ; BCE vớiTransistor công suất lớn. Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 19
  20. 20. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus - Transistor do Mỹ sản xuất thường bắt đầu bằng 2N,…Ví dụ: 2N2222,2N3055, 2N4073,…Thứ tự chân của transistor: từ trái sang phải: EBC. - Transistor do Trung Quốc sản xuất: bắt đầu bằng số 3, tiếp theo là haichữ cái. Chữ cái thứ nhất cho biết loại Transistor: A, B là Transistor thuận PNP;C, D là Transistor nghịch NPN. Ví dụ: 3CP25, 3AP20,.. Thứ tự chân củatransistor: từ trái sang phải: CBE. Để xác định các chân của Transistor có thể sử dụng một trong các biệnpháp sau: - Nhớ nguyên tắc thứ tự chân như trên. - Dựa vào sổ tay tra cứu. - Tra cứu trên mạng internet. - Dùng đồng hồ đo. Việc kiểm tra, chẩn đoán Transistor dùng đồng hồ đo (transistor tương đương với hai Điot đấu chung cực B). Transistor ngược Transistor thuận Hình 1.37. Sơ đồ tương đương của Transistor - Nếu đo từ B sang C và từ B sang E (theo chiều thuận) kim đều lên vàđảo vị trí hai que đo ( đo theo chiều ngược) thì kim không lên ⇒ Transistor còntốt. Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 20
  21. 21. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus - Nếu đo từ B sang C và từ B sang E (theo chiều thuận) và đảo vị trí haique đo (đo theo chiều ngược) kim đều lên ⇒ Transistor bị chập hay bị rò. - Nếu đo chiều thuận từ B sang C hoặc từ B sang E theo chiều thuận màkim không lên ⇒ Transistor bị đứt BE hoặc BC. - Nếu đo từ E sang C mà kim lên ⇒ Transistor bị chập CE.1.1.5. Mạch tích hợp (IC - Integrated Circuit) IC là một vi mạch gồm nhiều phần tử như: điện trở, tụ điện, Điot,Transistor,… được tích hợp tại các bề mặt của một chất nền mỏng của vật liệubán dẫn và được bao bọc trong khối bằng nhựa hoặc gốm. Mạch tích hợp đượcsử dụng trong hầu hết các thiết bị điện tử, đặc biệt là trong các vi mạch trên ôtô. Hình 1.38. Mạch tích hợp (IC) Dựa vào mật độ các phần tử tích hợp bên trong, mạch tích hợp được chia làmcác loại: - Mạch tích hợp cỡ nhỏ (SSI): chứa ít hơn 100 phần tử - Mạch tích hợp cỡ trung bình (MSI): từ 100 - 1000 phần tử - Mạch tích hợp cỡ lớn (LSI): từ 1000 – 100.000 phần tử - Mạch tích hợp cỡ rất lớn (VLSI): chứa từ 100.000 phần tử trở lên Theo cấu trúc và ứng dụng, mạch tích hợp được chia làm: - Mạch tương tự: dùng để xử lý các tín hiệu tương tự. Tín hiệu tương tự làtín hiệu liên tục theo thời gian. Đặc điểm của mạch tương tự là tín hiệu đầu ra tỷ Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 21
  22. 22. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Buslệ tuyến tính với tín hiệu đầu vào. Các mạch tương tự thông dụng như: mạchkhuếch đại, mạch dao động. Input Output Hình 1.39. Sơ đồ khối mạch tương tự - Mạch số: dùng để xử lý các tín hiệu số hay xung số. Các mạch số thôngdụng như: mạch logic cơ bản mạch Flip-Flop, mạch đếm,… ứng dụng nhiềutrong đo lường và xử lý thông tin. + Tín hiệu số: là tín hiệu thay đổi theo mức, biên độ của nó chỉ có hai giátrị là mức cao (5V, 12V) và mức thấp (0V). Thời gian chuyển đổi từ mức biên độthấp lên cao hay từ cao xuống thấp được xem rất ngắn và được xem tức thời. Input Output Hình 1.40. Sơ đồ khối mạch số Hình 1.41 minh họa về mạch số: Khi công tắc (switch) đóng thì Transistordẫn Uce = 0 (đầu ra mức tín hiệu thấp). Khi công tắc (switch) ngắt thi Transistorkhoá Uce = 12V (đầu ra mức tín hiệu thấp). Switch 12 volts Battery Uce Hình 1.41. Sơ đồ mạch số Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 22
  23. 23. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus Uce OFF OFF OFF 12 volts 0 volts ON ON ON TR Hình 1.42. Tín hiệu số Các IC số chứa nhiều phần tử khác nhau, được tạo thành từ các mạch logic.Các mạch logic này có khả năng xử lý hai hay nhiều các tín hiệu, bao gồm cácmạch: AND, OR, XOR, NOT, NAND, NOR. - Cổng logic AND: đầu ra của cổng AND bằng “1” khi tất cả các tín hiệuđầu vào có mức tín hiệu “1”. Khi có một tín hiệu đầu vào có mức logic “0” thìđầu ra của cổng AND bằng “0” Ví dụ: đèn phanh sáng lên khi công tắc máy được mở và công tắc phanhđược tác động. Mạch tương đương Mạch thực tế Ký hiệu Quan hệ vào/ra A B C 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 Hình 1.43. Sơ đồ mạch cổng logic AND Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 23
  24. 24. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus - Cổng logic OR: đầu ra của cổng OR bằng “1” ít nhất một tín hiệu đầu vàocó mức tín hiệu “1”. Khi tất cả các tín hiệu vào bằng “0” thì đầu ra bằng “0”.Mạch tương đương Mạch thực tế Ký hiệu Quan hệ vào/ra A B C 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 Hình 1.44. Sơ đồ mạch điều khiển đánh lửa - Cổng logic NOT: tín hiệu đầu ra của cổng NOT đảo với tín hiệu đầu vào.Đầu ra bằng “1” khi tín hiệu đầu vào có mức tín hiệu “0” và ngược lại. Input/Output Representation Actual Circuit Logic Symbol relation A B 1 0 0 1 Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 24
  25. 25. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus - Cổng logic NAND: là mạch tổ hợp giữa cổng AND và NOT. Đầu ra chỉbằng “0” khi tất cả các tín hiệu đầu vào có mức tín hiệu “1” Ký hiệu Quan hệ vào ra Đầu vào Đầu ra A B Y 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 - Cổng logic NOR: là mạch tổ hợp giữa cổng OR và NOT. Đầu ra chỉ bằng“1” khi tất cả các tín hiệu đầu vào có mức tín hiệu “0” Ký hiệu Quan hệ vào ra Đầu vào Đầu ra A B Y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 01.1.6. Bộ điều khiển (máy tính) Bộ điều khiển là một vi mạch tổ hợp cỡ lớn dùng để nhận biết tín hiệu,tính toán, lưu trữ thông tin, quyết định chức năng hoạt động và gửi các tín hiệuđiều khiển thích hợp đến các cơ cấu chấp hành. Trên ôtô có thể một hoặc nhiều bộ điều khiển. Bộ phận chủ yếu của nó làbộ vi xử lý (Microprocessor) hay còn gọi là CPU, CPU lựa chọn các lệnh và xửlý số liệu từ bộ nhớ ROM và RAM chứa các chương trình và dữ liệu ngõ vào ra(I/O) điều khiển nhanh số liệu từ các cảm biến và chuyển các dữ liệu đã xử lýđến điều khiển các cơ cấu chấp hành. Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 25
  26. 26. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus Bộ vi xử lý: Bộ vi xử lý có chức năng tính toán và ra quyết định. Nó là‘‘bộ não’’ của bộ điều khiển. Hình 1.45. Sơ đồ khối cấu trúc bộ điều khiển trên ôtô Bộ nhớ: gồm các loại: - Bộ nhớ ROM (Read Only Memory): dùng trữ thông tin thường trực vàchỉ đọc thông tin từ đó ra chứ không thể ghi vào được. Chương trình điều khiểnđộng cơ do nhà sản xuất lập trình và được nạp sẵn trong bộ nhớ ROM. - RAM (Random Access Memory): bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên dùng đểlưu trữ thông tin mới tạm thời hoặc kết quả tính toán trung gian khi động cơ làmviệc. Khi mất nguồn cung cấp từ acquy đến máy tính thì dữ liệu trong bộ nhớRAM sẽ không còn. Đường truyền – BUS: có nhiệm vụ chuyển các lệnh và số liệu tronggiữa các bộ phận bên trong bộ điều khiển Mạch giao tiếp ngõ vào: - Bộ chuyển đổi A/D (Analog To Digital Converter): dùng để chuyển cáctín hiệu tương tự từ đầu vào với sự thay đổi điện áp trên các cảm biến thành cáctín hiệu số để đưa vào bộ xử lý. Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 26
  27. 27. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus 5V Bäü Dáy tên hiãûu vi Bäü chuyãøn âäøi A/d xæí lyï Hình 1.46. Bộ chuyển đổi A/D - Bộ đếm (counter): đếm xung tín hiệu từ các cảm biến (tốc độ động cơ,tốc độ xe) rồi gửi số đếm đến bộ vi xử lý. Bäü Säú vi SENSOR Bäü âãúm xæí lyï ECU Hình 1.47. Bộ đếm - Bộ khuếch đại (amplifier): Một số cảm biến có tín hiệu rất nhỏ nên trongECU cần phải có các bộ khuếch đại. Tên hiãûu Tên hiãûu maûnh Bäü yãúu Bäü vi vi xæí xæí lyï lyï Âiãûn aïp thay âäøi ECU Hình 1.48. Bộ khuếch đại - Bộ ổn áp: bên trong ECU có các IC điều áp 7812 và 7805 để ổn áp:12V và 5V. Nguồn 5V cung cấp cho các cảm biến làm việc. Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 27
  28. 28. Kiến thức cơ bản về điện – điện tử trên ôtô và xe Bus B+ (12V) Bäü Bäü äøn aïp vi xæí lyï ECU Hình 1.49. Bộ ổn áp Giao tiếp ngõ ra: tín hiệu điều khiển từ bộ vi xử lý sẽ đưa đến cáctransistor công suất điều khiển rơle, solenoid, môtơ, ... Bäü Âiãöu khiãøn vi xæí Råle lyï Mätå Solenoi.... ECU Hình 1.50. Giao tiếp ngõ ra Biên soạn: ThS. Phạm Quốc Thái Trang 28

×